特高压直流送端系统的运行约束及新能源消纳挑战研究

针对特高压直流工程投运后电网特性的变化,分析了电力系统安全、经济运行面临的挑战及可采取的对策。首先在简要介绍直流系统故障的基础上,分别针对有功回退引起的暂态功角稳定问题与无功冗余造成的暂态过电压问题进行了理论分析,并根据陕西电网仿真计算结果进一步说明直流投运后对运行灵活性的制约。然后分析了运行灵活性下降对新能源消纳造成的影响,讨论了提高新能源消纳能力的对策。最后对所讨论问题进行归纳总结,并提出了未来工作与研究的展望。     

基于关联规则与PLC的同步电机高精度转角自适应控制方法

常规的转角自适应控制方法未能与同步电机的实际运行数据精准结合,导致实际控制中精度不足,因此提出基于关联规则与PLC设计的同步电机高精度转角自适应控制方法。计算同步电机的增益效率,将结果加权处理,得到同步电机转角理想传动比的计算方法。建立关联数据库,基于关联规则优化转角控制增益系数。以适应性系数判断算法终止条件,建立自适应模型结构,得到同步电机中的转角质心偏离距离,设计转角模糊自适应算法。在对比试验中,试验组中适应性系数均值为0.48/0.92 μm,3个对照组的均值分别为0.27/0.82、0.42/0.57、0.26/0.86 μm。通过试验数据可知,基于关联规则与PLC的同步电机高精度转角自适应控制方法比常规算法更适应同步电机的实际运行,具备更高的精度控制效果。     

西南山区交通工程弃渣的工程特性评价及其分类

山区交通工程弃渣力学参数的准确测定,一直是弃渣场边坡稳定性评价面临的基础科学问题。在山区交通工程弃渣场运行特点和弃渣固体废弃物特征认知的基础上,探讨弃渣取样和试验代表性问题的物理根源,依托实际工程累计数据尝试提出简单实用的弃渣工程特性评价和分类方法。结果表明:①常规交通工程弃渣的密度、颗粒分析和强度试验,由于弃渣的粒径范围差异大、颗粒空间分布不均、弃渣来源复杂等固体废弃物特征造成取样和试验代表性难题; 用多阶段坡角测量和颗粒分析试验代替传统的弃渣边坡试验,解决了试验和取样代表性难题。②利用弃渣粗细比可将弃渣分为细粒弃渣、混合型弃渣和粗粒弃渣。③根据弃渣粗细比、天然休止角和整形坡率,将西南山区交通工程弃渣分为细粒弃渣、混合型弃渣和粗粒弃渣等3类。细粒弃渣,弃渣粗细比小于0.3,天然休止角小于31.5°,整形坡率为1.00:2.00; 混合型弃渣,弃渣粗细比为0.3～1.0,天然休止角为31.5°～39.5°,整形坡率为1.00:2.00～1.00:1.50; 粗粒弃渣,弃渣粗细比大于1.0,天然休止角大于39.5°,整形坡率为1.00:1.50。④用多阶段坡角测量、颗粒分析试验和无黏性土边坡稳定性系数计算公式代替传统的弃渣边坡试验和稳定性系数计算方法,方法简单,结果保守,可以作为弃渣边坡稳定性评价和安全控制技术的有益补充。     

陈垃圾滚筒筛运动模式与筛分效率优化

推导陈垃圾在滚筒筛中的运动方程并求数值解,按最大位置角将陈垃圾运动模式划分成滚落、抛落、圆周运动,给出不同筛筒转速、半径、动摩擦因数下的运动模式判别云图. 滚筒筛试验结果显示,陈垃圾运动的最大位置角随转速的升高先增大后不变,转速超过50 r/min后垃圾进行圆周运动. 陈垃圾滚筒筛的筛分效率随转速增大呈先升后降的趋势,随抛落差的增大呈持续上升的趋势,随着原料水的质量分数的增加呈下降的趋势. 基于试验结果,给出滚筒筛最优转速取值云图,在实际工程中可根据垃圾动摩擦因数及滚筒半径选择最优转速,同时减小水的质量分数以提高筛分效率.     

基于SFM方法的不同倾角桥墩绕流局部冲刷特性试验

桥墩绕流冲刷是水流、泥沙和桥墩三者相互作用的结果,桥墩周围复杂的水沙运动关系是造成桥梁水毁的重要原因。定量分析桥墩冲刷地形特征规律及其与水流之间的相互作用关系,是深入研究桥墩绕流水沙作用机理及实际工程应用的重要突破口。本文开展两种坡降条件下不同倾角均匀沙动床桥墩绕流冲刷试验,并沿下游方向设置四个模型倾角0°、5°、10°、15°。使用粒子图像测速系统（Particle Image Velocimetry,PIV）测量桥墩绕流二维流场,并基于运动摄像恢复结构技术（Structure From Motion,SFM）实现冲刷地形三维重构,在此基础上分析床面冲刷三维地形结构和绕流流场特征,以构建紊流结构与冲刷地形相互耦合作用关系。结果表明：（1）SFM方法可实现冲刷地形三维结构重构,冲刷试验平衡时,模型前方和两侧冲刷坑较深,后方冲刷坑出现凸起,沿水流方向倾斜顺延上升至床面。（2）冲刷坑尺寸、面积和体积均随水流强度增大而增大,随倾角增大而减小。不同截面处冲刷坑面积、体积随坑深呈开口向上抛物线趋势增大。（3）桥墩模型对后方流向流速扰动范围随倾角增大而减小,对展向流速影响范围随倾角增大而增大。（4）随模型倾角增加,旋转强度与剪切应力影响范围均减小。剪切应力下切较易形成桥墩周围较深冲刷坑,而位于桥墩两侧大尺度流向涡向下游延伸,将促使桥墩后侧方浅长凹槽形成。     

基于测后模拟原理的半波长输电线路暂态量纵联保护

针对特高压半波长超长的输电距离带来的继电保护难题,提出基于测后模拟原理的半波长输电线路暂态量纵联保护方法。特高压半波长交流输电具有传输距离远、输送容量大、全线无功自平衡等优点,可以作为未来清洁能源电力输送的一种可选方案。通过分析现有输电线路保护方法对于半波长交流输电线路的不适用性,对特高压半波长输电线路在区内外故障情况下,推导至中点的暂态量电流和的绝对值在短时窗内积分方向的不同进行理论分析;以贝杰龙模型为基础,利用测后模拟原理构成输电线路暂态量纵联保护方法,进行仿真实验;进而判别输电线路单相接地故障时故障初始角、故障位置和过渡电阻对故障判据的影响。仿真实验证明,此方法构成的保护计算精度高,相较于工频量构成的保护其动作速度更快且几乎不受过渡电阻、故障距离及故障初始角变化的影响,理论分析与实际的仿真结果相一致。     

火炮底板开裂分析

某公司购买的热轧钢板用于制作火炮底板,经数控火焰切割后,在过渡圆弧角处出现裂纹。采用化学成分分析、力学性能检测、金相检验、扫描电镜观察等方法对裂纹形成原因进行分析。结果表明:底板的化学成分和主要力学性能指标正常,原始组织粗大降低了材料性能。底板经火焰切割后组织变化较大,产生了粗大贝氏体和马氏体等不良组织,综合分析认为,底板断裂的主要原因是经数控火焰切割后组织应力过大和在过渡圆弧角处存在应力集中。通过采用火焰切割前对底板进行正火处理,提高了材料性能,有效避免了底板的开裂失效。     

一种评价二尖瓣偏心返流严重程度的修正PISA算法

基于彩色多普勒成像的近测等速面(PISA)算法是临床评价二尖瓣中心返流严重程度的一种常用方法,但对于偏心返流却存在极大低估。针对这一现状,从返流角度和湍流强度两个方面,对传统PISA算法的有效返流瓣口面积(EROA)进行修正。为比较首先用传统PISA算法的EROA对具有不同程度偏心返流的20例患者进行分级,结果误差较大;用改进PISA算法的EROA分级效果良好。对比实时三维超声测得的数据表明修改后的PISA算法相关性更好。     

The influence of borehole arrangement of soundless cracking demolition agents(SCDAs) on weakening the hard rock

The hard roof difficult to collapse easily causes gas accumulation, which threatens the production safety of coal mine. Therefore, roof pre-cracking is required. Although blasting and hydraulic fracturing can also crack the roof, blasting can easily induce rock bursts, whereas hydraulic fracturing needs complex equipment. In contrast, soundless cracking demolition agents(SCDAs) with noise-free, dust-free, and safe characteristics have obvious advantages. The main component of SCDA is calcium oxide, which reacts with water to produce higher expansion pressure. In this paper, focused on the angles of the borehole, the effect of SCDA is analyzed by numerical simulation based on Pingdingshan coal mine. The research results showed that the azimuthal angle a(between borehole projection and the roadway direction) does not significantly affect the efficacy of SCDAs, whereas the influence of borehole elevation angle b is far more significant than that of the azimuthal angle. Therefore, the angle b is a dominant factor influencing the effect of SCDAs. Based on different effects of SCDAs at different angle of boreholes, the weakening unit was established, so the SCDAs could give full play to roof fracturing. Moreover, field tests validated the importance of borehole angle on weakening the hard roofs.     

LF软吹时间对硅脱氧弹簧钢氧化物夹杂控制影响

 对于一些采用硅锰脱氧冶炼工艺的特殊钢,为保证钢水洁净度,常会选择较长时间的LF软吹处理,导致过程能耗增加。通过工业试验,借助FEI Explorer 4自动扫描电镜检测,研究不同LF精炼软吹时间对硅脱氧弹簧钢55SiCr铸坯氧化物夹杂成分、数量的影响;并采用夹杂物极值统计法,对比评价不同LF精炼软吹时间对应成品盘条横截面最大夹杂物尺寸控制情况。结果表明,在LF软吹10 min与软吹40 min 两种工艺条件下,铸坯中尺寸大于5 μm的氧化物夹杂成分接近,均在CaO-SiO₂-Al₂O₃相图中假硅灰石、钙长石和钙铝黄长石共晶低熔点区,其中软吹10 min工艺铸坯氧化物夹杂组成落入低熔点区的数量所占比例更大。LF软吹10 min与软吹40 min铸坯中尺寸大于5 μm的氧化物夹杂数量密度分别为11.70个/100 mm2和14.59个/100 mm2,尺寸大于15 μm 的氧化物夹杂数量密度分别为0.53个/100 mm2和1.65个/100 mm2,LF软吹10 min工艺铸坯大尺寸氧化物夹杂数量密度略低于LF软吹40 min工艺。当预测面积为30 000 mm2时,两种LF软吹时间对应成品盘条横截面最大夹杂物尺寸分别为27.1 μm和28.1 μm,盘条最大夹杂物尺寸控制无显著差别。结合硅锰脱氧钢中大尺寸低熔点CaO-SiO₂-Al₂O₃系夹杂物主要源自钢包渣乳化卷入,具有与钢水和氩气泡界面接触角很小、难以通过吹氩上浮去除的特点,建议硅锰脱氧钢LF软吹过程按短时间快节奏进行控制。